Marjanca Starčič Erjavec, Vesna Klokočovnik
9
kn
jig
ar n
a. co m
Dotik življenja
DZ 9 UC 2018.indd 1
16/07/18 15:56
dr. Marjanca Starčič Erjavec, dr. Vesna Klokočovnik
Dotik življenja 9
a. co m
Učbenik za biologijo v 9. razredu osnovne šole
Doroteja Fon dr. Peter Trontelj (poglavja 1–4), dr. Barbara Bajd (poglavja 5–7), dr. Davorin Tome (poglavja 8–10), Tanja Pangerc Žnidaršič, Mojca Šegel dr. Peter Trontelj (poglavja 1–4), dr. Davorin Tome (poglavja 5–10), mag. Klavdija Sotlar
Evalvatorji: Jezikovni pregled: Ilustratorji: Fotografije:
Jasna Belas, Marija Borčnik, Vesna Maršič, Laura Ozebek, Damjana Padovnik Lisac, Katarina Požun Brinovec, Andreja Senčar, Klavdija Sotlar, Petra Vrtačnik Žveplan (vsi 1. izdaja) Katja Paladin Ilustratorji: Gregor Lož, Robert Fister, Mojca Krajnc, Mark Jordan (vsi Umer d.o.o.), Jure Laimiš Science Photo Library, Shutterstock in drugi viri (natančen seznam na koncu knjige)
ar n
Urednica: Recenzenti 1. izdaje: Recenzenti 2. izdaje:
Vse knjige in dodatna gradiva Založbe Rokus Klett dobite tudi na naslovu www.knjigarna.com.
jig
Učbenik Dotik življenja 9 je Strokovni svet RS za splošno izobraževanje na svoji 191. seji dne 26. 4. 2018 s sklepom št. 613-1/2018/25 potrdil kot učbenik za biologijo v devetem razredu osnovne šole. © Založba Rokus Klett, Ljubljana 2018. Vse pravice pridržane.
kn
Brez pisnega dovoljenja založnika je prepovedano reproduciranje, distribuiranje, javna priobčitev, predelava in druga uporaba avtorskega dela ali njegovih delov v kakršnem koli obsegu ali postopku, kot tudi fotokopiranje, tiskanje ali shranitev v elektronski obliki. Tako ravnanje pomeni, razen v primerih od 46. do 57. člena Zakona o avtorskih in sorodnih pravicah, kršitev avtorske pravice. Založba se je trudila poiskati vse lastnike avtorskih pravic. Če v kakšnem primeru lastnik ni naveden oziroma je naveden napačen lastnik, bomo to z veseljem uredili in popravili.
Založba Rokus Klett, d. o. o. Stegne 9 b, 1000 Ljubljana T: 01 513 46 00 E: rokus@rokus-klett.si www.rokus-klett.si
CIP - Kataložni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana 57(075.2) STARČIČ Erjavec, Marjanca Dotik življenja 9. [Učbenik za biologijo v 9. razredu osnovne šole] / Marjanca Starčič Erjavec, Vesna Klokočovnik ; [ilustratorji Gregor Lož ... [et al.] ; fotografije Science Photo Library, Shutterstock in drugi viri]. - 2. izd., 1. ponatis. - Ljubljana : Rokus Klett, 2019 ISBN 978-961-271-864-0 1. Klokočovnik, Vesna, 1981COBISS.SI-ID 300926720
DZ 9 UC 2019 notranjost.indd 2
19/07/2019 10:08
KAZALO 1. Biologija in družba
5 Biologija in družba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2. Kemija živih sistemov (biokemija)
11 Kemijska sestava okolja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3. Genetika
4. Biotehnologija
17 18 20 24 28 39
a. co m
DNA je dedna snov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zgradba DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Organizacija DNA .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Osnove dedovanja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vpliv okolja na izražanje v genih zapisanih lastnosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43 Biotehnologija .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Kloniranje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Prednosti in slabosti/omejitve GSO in biotehnologije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5. Začetki življenja
53 Pred nastankom življenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Prve oblike življenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
6. Evolucija
ar n
Teorija evolucije .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kako deluje proces evolucije? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Raznolikost osebkov v populaciji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prilagoditve organizmov .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nastajanje novih vrst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Razširjenost vrst .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vrste izumirajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fosili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Evolucija človeka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59 60 62 64 70 81 83 84 87 93
7. Razvrščanje organizmov
jig
97 Kako urediti podatke o organizmih? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Kako določimo vrsto? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
8. Raznolikost živih bitij
103 Biotska pestrost na različnih ravneh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
9. Ekologija
kn
109 Zgradba in delovanje ekosistemov .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Odnosi med organizmi v življenjskih združbah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Kaj preučujejo ekologi? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
10. Vpliv človeka na biosfero
123 Človek spreminja življenjski prostor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Stanje ekosistemov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Ohranjanje narave in okolja .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Vprašanja za ponavljanje. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Seznam ključnih pojmov po abecedi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
DZ 9 UC 2018.indd 3
16/07/18 15:56
Kako uporabljam učbenik FOTOGRAFIJE
V pomoč pri branju so pomembne besede v besedilu odebeljene.
Slikovno gradivo ti bo v pomoč pri razumevanju vsebin.
9. Ekologija
a. co m
POGLAVJE
RAZLAGA
Prehranjevalni splet
Parazitizem
Parazitizem ali zajedavstvo je odnos med dvema vrstama organizmov, pri katerem ima parazit (zajedavec) korist na račun gostitelja. Hrano, ki jo parazit potrebuje za življenje, jemlje iz ali s telesa gostitelja.
ZANIMIVOSTI: Raflezijo imenujejo tudi smrdeča mrliška lilija; njeni cvetovi namreč oddajajo neprijeten vonj po gnijočem mesu, ki privablja opraševalce. Cvetovi raflezije so največji na svetu in v premeru dosežejo tudi do 1 m.
V rastlinskem svetu sta znana parazita navadni lusnec in raflezija. Ker sta brez zelenih listov, sama ne moreta proizvesti organskih snovi, zato pridobivata vse organske snovi z zajedanjem drugih rastlin.
V življenjski združbi so organizmi med sabo povezani v prehranjevalne verige; te so prepletene v prehranjevalni splet, v katerem hranilne snovi krožijo, energija pa teče skozenj. Členi spleta so proizvajalci, porabniki in razkrojevalci.
proizvajalec
Navadni lusnec, ki raste tudi pri nas, zajeda korenine listnatih dreves.
Raflezija raste v pragozdovih Indonezije in zajeda olesenele vzpenjavke.
porabnik
proizvajalec
porabnik
Bela omela poganja svoje korenine v drevesne veje in črpa vodo, v kateri so raztopljene anorganske snovi. Ker organske snovi proizvaja sama s fotosintezo v zelenih listih, jo uvrščamo v skupino polparazitov. ZANIMIVOSTI: Parazit vpliva na vedenje svojega gostitelja Z enoceličnim parazitom Toxoplasma gondii, ki povzroča bolezen toksoplazmozo, se lahko okužijo toplokrvne živali, končni gostitelj pa je mačka. Pri glodavcih, okuženih s tem zajedavcem, naj bi se zmanjšal strah pred plenilci, privlačil pa naj bi jih tudi vonj mačke. Ugotovili so, da se ob prisotnosti mačke v njihovih možganih aktivirajo centri, ki se navadno aktivirajo ob prisotnosti samice. Okuženi samci so zaradi odsotnosti strahu lažje ulovljivi, zajedavec pa tako lažje pride do končnega gostitelja. Pri ljudeh je bolezen toksoplazmoza nevarna v času nosečnosti, saj lahko močno vpliva na razvoj otroka. Bolezen lahko povzroči splav, prezgodnji porod, rojstvo otroka s prizadetimi možgani, znaki okužbe, kot je izguba vida, pa se lahko pojavijo tudi več let po rojstvu otroka.
Vse živali, tudi človek (heterotrofi), so porabniki, ki energetsko bogate snovi pridobivajo s prehranjevanjem z drugimi organizmi.
porabnik
razkrojevalci
Bela omela je polparazit.
Številni paraziti, kot so medicinske pijavke, klopi, bolhe in posteljne stenice, zajedajo na koži živali in človeka, kjer sesajo kri. Zajedavci svojega gostitelja navadno ne ubijejo, saj od njega dobijo hrano in življenjski prostor. Za gostitelja postanejo bolj nevarni takrat, kadar se preveč razmnožijo ali pa so prenašalci Klop drugih nevarnih parazitov. Tako lahko klopi ob sesanju krvi na gostitelja prenesejo bakterijo, ki povzroča bolezen lymsko boreliozo, ali virus, ki povzroča klopni meningoencefalitis. Vse bakterijske in virusne bolezni pri ljudeh so v resnici zajedavski odnos.
Prvi člen v verigi so proizvajalci, to so zelene rastline in nekateri mikroorganizmi, ki s fotosintezo iz anorganskih snovi proizvajajo energetsko bogate organske snovi, potrebne za življenje.
Razkrojevalci, predvsem bakterije in glive, kot vir energetsko bogatih snovi uporabljajo odpadne snovi drugih organizmov in njihova odmrla telesa.
Kroženje vode
Fotosinteza in dihanje sta pomembna procesa pri kroženju ogljika in kisika. Zelene rastline so proizvajalci kisika. Živa bitja pri dihanju porabljajo kisik, sproščajo pa ogljikov dioksid. Ogljikov dioksid nato porabijo rastline pri fotosintezi.
Poenostavljena enačba fotosinteze:
Voda je za življenje pomembna dobrina. Z zemeljske površine neprestano izhlapeva v ozračje iz morij, oceanov, jezer, potokov, rek, ledenikov in zasneženih ter drugih vodnih površin. Pri dihanju vsa živa bitja oddajajo v ozračje ogljikov dioksid in vodo. Voda pride v organizme s črpanjem in pitjem.
12H2O+6CO2 svetloba C6H12O6 + 6H2O
* C6H12O6 – glukoza
Voda v ozračje prehaja tudi s transpiracijo iz rastlin.
Na hrastu pogosto najdemo šiške; povzročajo jih nekatere žuželke, kot je na primer hrastova listna šiškarica (glej stran 77). Kadar se na mladem drevesu razvije preveč šišk, lahko to propade.
Izhlapela voda, ki se dvigne v ozračje, se postopno ohladi in kondenzira. S kondenzacijo se vodni hlapi združijo v kaplje, ki v obliki padavin (npr. dež, sneg, toča) padejo na Zemljo.
ar n
ZANIMIVOSTI
Sonce pomeni vir energije, ki na Zemljo prihaja v obliki toplote in svetlobe. Rastline svetlobo med fotosintezo pretvorijo v kemijsko vezano energijo, hrano. Ta energija se skozi ekosistem po prehranjevalnem spletu pretaka od organizma do organizma.
116
Ponovitev
Na Zemlji obstaja velika raznolikost življenja, tako izumrlih kot še živečih organizmov. Pregled nad organizmi je mogoče le, če jih poimenujemo in ustrezno uvrstimo v skupine. V preteklosti je razvrščanje temeljilo predvsem na zunanji podobnosti organizmov ali pa na praktičnem vidiku (rastline so npr. razvrščali glede na njihovo zdravilnost ali strupenost). Sodobne raziskovalne metode omogočajo, da organizme razvrščamo glede na njihovo evolucijsko zgodovino oz. sorodnost. Ena izmed takšnih metod je ugotavljanje sorodnosti na osnovi biokemičnih lastnosti, (npr. sestava beljakovin in DNA). Evolucijsko zgodovino lahko predstavimo z razvejenim diagramom ali evolucijskim drevesom življenja, kjer korenine ponazarjajo skupnega prednika vseh živih bitij. Biološka disciplina, ki razlaga pestrost živih organizmov, ugotavlja evolucijske odnose med njimi in jih glede na sorodnost uvršča v sistem, je sistematika ali sistematska biologija. Eden izmed njenih začetnikov je bil Carl von Linné, ki je uvedel znanstveno poimenovanje vrst. Ime vsake vrste se zapiše z dvema besedama: prva označuje rodovno, druga pa vrstno ime. Takemu zapisu pravimo dvočleno latinsko poimenovanje vrst ali binarna nomenklatura. Poleg dvojnega poimenovanja je Carl von Linné uvedel tudi sistem hierarhično urejenih skupin ali sistematskih kategorij. Osnovna sistematska kategorija je vrsta. Vrste združujemo v rodove, rodove v družine, sledijo red, razred, deblo, kraljestvo in domena.
Povzetek Razlaga ključnih pojmov Dejavnosti
•
SHEME Ilustracije in fotografije v označenih shemah nazorno prikazujejo vsebino.
7. Razvrščanje organizmov
Povzetek ......................................................................
kn
• •
jig
Vsako poglavje se zaključi z razdelkom, kjer so zbrane rubrike za ponovitev znanja in dejavnosti poglavja.
117
8. Raznolikost živih bitij
Ključni pojmi ............................................................... Carl von Linné – švedski botanik, zdravnik in zoolog, ki je utemeljil načela sistematike in znanstvenega poimenovanja vrst z rodovnim imenom in vrstnim pridevkom dihotomni določevalni ključ – ključ za določanje organizmov do vrst. Med določevanjem se odločamo med dvema trditvama, izberemo pa tisto, ki je ustreznejša. evolucijsko drevo – razvejen diagram, v katerem so skupine organizmov razvrščene v sistematske kategorije glede na svojo evolucijsko zgodovino oziroma sorodnost sistematika – biološka disciplina, ki razlaga pestrost živih organizmov, ugotavlja evolucijske odnose med njimi in jih glede na sorodnost uvršča v sistem
Dejavnosti .................................................................... • Pojasni, na osnovi katerih značilnosti so uvrščali organizme v sistem v preteklosti in katere značilnosti upoštevamo danes. • Pojasni, zakaj je pomembno, da vrste znanstveno poimenujemo. • Izdelaj določevalni ključ za zveri, ki živijo na območju Slovenije.
Kot rezultat dolge evolucijske zgodovine življenja na Zemlji danes živi na milijone vrst različnih organizmov. Vedno bolj se zavedamo pomena raznolikosti na našem planetu in medsebojne odvisnosti vseh živih bitij. Ob tem pa spoznavamo, da bi znatno zmanjšanje te raznolikosti lahko ogrozilo biosfero .
Ključni pojmi • • • • • •
biotska pestrost genetska pestrost vrstna pestrost ekosistemska pestrost Simpsonov indeks vroča točka
102
103
UVOD V POGLAVJE predstavljajo izbrane fotografije, uvod in seznam ključnih pojmov.
DZ 9 UC 2018.indd 4
16/07/18 15:56
a. co m
4. Biotehnologija
kn
jig
ar n
1. B iologija in družba
BIOLOGIJA – veda o življenju – je naravoslovna veda, ki proučuje razvoj, zgradbo in delovanje živih sistemov in njihovo medsebojno povezanost ter procese v živi naravi od molekularne ravni pa vse do biosfere. Njena spoznanja nam pomagajo razumeti, kdo smo in kaj se dogaja v nas, kaj sploh je življenje in kako lahko obstaja. Biološka spoznanja so nujna za ohranjanje narave in za varovanje okolja, saj si le tako lahko kot biološka bitja zagotovimo preživetje. Po drugi strani pa biološka spoznanja bistveno vplivajo na nas in na svet okoli nas: biološko znanje je namreč temelj za druge znanosti in stroke: medicino, veterino, farmacijo, biotehnologijo, agronomijo in živinorejo, gozdarstvo, živilsko industrijo, kriminalistiko …
Ključni pojmi • biologija • temeljna znanost • temeljne raziskave • uporabna znanost • uporabne raziskave • interdisciplinarna znanost • interdisciplinarne raziskave
5
DZ 9 UC 2018.indd 5
16/07/18 15:56
1. Biologija in družba
Biologija in družba
a. co m
Ker je biologija v temelju drugih znanosti in strok, jo uvrščamo med temeljne znanosti. To so znanosti, ki preučujejo in opisujejo temeljne značilnosti in zakonitosti. Namen temeljnih raziskav je pridobivati novo znanje o splošnih zakonitostih ter tako razširjati naše vedenje in razumevanje o predmetu, ki ga temeljna znanost preučuje.
Izraz biologija je leta 1736 prvi uporabil švedski botanik, zdravnik in zoolog Carl Linnaeus (1707–1778).
ar n
Uporabne znanosti so tiste, ki izsledke temeljnih znanosti s svojimi raziskavami (uporabne raziskave) poskušajo pretvoriti v uporabne in koristne stvari, ki nam lahko olajšajo in/ali olepšajo vsakdan. Primer prenosa znanja iz temeljne znanosti v uporabo je t. i. učinek lotosa.
Učinek lotosa – primer prenosa biološkega znanja v uporabo
Površina lotosovega lista, kot je vidna z elektronskim mikroskopom Posamezen »gric« meri okoli milijoninko milimetra (= 1 nanometer = 1 nm).
kn
jig
Biologi so že v sedemdesetih letih 20. stoletja zaceli preučevati, kako to, da je površina lotosovih listov suha in čista, čeprav lebdijo na vodni gladini, ki je lahko tudi zelo umazana. Opazili so, da Lotos vodne kapljice, ki pridejo v stik s površino lotosovega lista, po njej zdrsnejo in s seboj odnesejo umazanijo. Delci umazanije tako ne ovirajo prehoda svetlobe do kloroplastov, kjer poteka fotosinteza. Če se to ne bi zgodilo, bi zaradi delcev umazanije lahko prišlo do zmanjšanja fotosinteze. In še eno prednost imajo za rastlino takšni listi, ki se »sami čistijo« – s tem se s površine lista odstranjujejo tudi škodljivi organizmi (npr. glive). Da bi odkrili, kako se lahko listi lotosa na ta način »sami čistijo«, so znanstveniki pod elektronskim mikroskopom preučevali površino lotosovega lista. Ugotovili so, da je hrapava, značilno oblikovana v »griče« in »doline«; to jih je presenetilo, saj so pričakovali, da bo gladka. Nadaljnja analiza strukture površine lista je razkrila, da je vrhnji sloj lista voščen in da odbija vodo. Vodne kapljice se zaradi lastne površinske napetosti združijo v kroglice, ki ležijo na vrhnjih konicah hrapave površine lista kot fakirji na žebljičasti deski. Ker je sila trenja med površino lista in kapljico zaradi zelo površnega stika majhna, kapljica ob najmanjšem nagibu zdrsi z lista. Če ob zdrsu naleti na drobce umazanije, jih odnese s seboj.
Računalniška simulacija kapljic vode, na katere so se prilepili delci umazanije, na površini lotosovega lista
6
DZ 9 UC 2018.indd 6
16/07/18 15:56
Učinek lotosa – torej sposobnost, da se površinske plasti »same čistijo« – so znanstveniki odkrili tudi pri drugih rastlinah (zelje, trsje), pa tudi pri živalih (krila kačjega pastirja in metuljev). Z uporabnimi raziskavami so nato vedenje o učinku lotosa prenesli v različne možnosti uporabe – od pršil za kopalnice, barve za fasade do stekel, ki odbijajo vodo.
Z
ar n
BREZ
a. co m
Steklo brez učinka lotosa in z njim Na desni del stekla je bil nanesen premaz, ki omogoča učinek lotosa. Na tem delu stekla tako nastajajo vodne kapljice, ki spolzijo po steklu. Vidljivost skozi ta del stekla je bistveno izboljšana.
jig
Za prenos učinka lotosa v uporabo so strokovnjaki pri razvoju poleg biološkega znanja potrebovali še veliko drugih znanj, med drugim tudi znanje iz kemije in fizike. Raziskave, ki vključujejo različne vede, imenujemo interdisciplinarne raziskave. V takih raziskavah deluje tim ljudi, ki združuje strokovnjake z različnih področij znanosti.
kn
Znanje in razumevanje s področja biologije je pomembno in nujno potrebno tudi za področje prava, saj kar nekaj zakonov, pravilnikov in uredb ureja dejavnosti in raziskave na biološkem področju. Tak je na primer Zakon o ravnanju z gensko spremenjenimi organizmi (ZRGSO), ki natančno opredeljuje, kaj so gensko spremenjeni organizmi (GSO) in kako z njimi ravnati, ter določa ukrepe za preprečevanje in zmanjševanje možnih škodljivih vplivov na okolje. V zakonu je zlasti velik poudarek na ohranjanju biotske pestrosti in na zdravju ljudi. Zakon ureja tako delo z GSO v zaprtih sistemih (npr. laboratorijih), namerno sproščanje GSO v okolje (npr. zasaditev njive z GSO) kot tudi dajanje GSO ali izdelkov, ki vsebujejo GSO, na trg. Razvoj biološke znanosti bo v prihodnosti prinesel še nova spoznanja in tehnologije, tako da bo biološko znanje vse bolj pomembno kot temelj za različne družbene dejavnosti in za sprejemanje utemeljenih osebnih in družbenih odločitev, tako na nacionalni kot na mednarodni ravni; med njimi je tudi oblikovanje in sprejemanje novih predpisov in zakonov, ki bodo posegali na biološko področje (aktivno državljanstvo).
7
DZ 9 UC 2018.indd 7
16/07/18 15:56
1. Biologija in družba
Bionika – področje, kjer se srečujeta biologija in tehnika
a. co m
O naravi lahko rečemo, da ji je v evoluciji uspelo izdelati kar nekaj osupljivih inženirskih rešitev. In te rešitve poskušajo strokovnjaki za bioniko prenesti v človeško tehniko vsakdana. Ime bionika je sestavljenka iz dveh izrazov – »biologija« in »tehnika«. Gre za interdisciplinarno področje, ki biologijo povezuje z inženirskimi znanostmi, arhitekturo in matematiko.
Leonardo da Vinci (1452–1519)
Model da Vincijeve letalne naprave
kn
jig
ar n
Izraz bionika je leta 1958 prvi uporabil Jack E. Steele, ameriški letalski oficir, ki je deloval kot raziskovalec na področju, kjer sta se stikali biologija in tehnika. A za prvega bionika na svetu velja italijanski umetnik Leonardo da Vinci, ki je skonstruiral letalno napravo na podlagi ptičjih kril. Imenoval jo je ornitopter. Pripravil je tudi prve osnutke za helikopter. A ne z eno ne z drugo napravo poleteti.
Da Vincijeva risba osnutka helikopterja
8
DZ 9 UC 2018.indd 8
16/07/18 15:56
Otto Lilienthal (1848–1896)
a. co m
Resnično je občutek ptice v zraku doživel šele Nemec Otto Lilienthal, ki je na podlagi študij štorkljinega krila izdelal svojo letalno napravo. Kasneje je izdelal še več različnih letalnih priprav in danes velja za pionirja na področju letalstva.
ar n
Lilienthal preizkuša eno izmed svojih letalnih naprav
jig
Slika študije štorkljinega krila iz leta 1889 objavljene Lilienthalove knjige o ptičjem letu kot temelju umetnosti letenja
kn
Tudi danes narava s svojimi rešitvami navdihuje konstruktorje letal, pa tudi številne druge, na primer konstruktorje v avtomobilski industriji in ladjedelništvu (npr. aerodinamične oblike, površinske strukture po vzoru različnih živali, ki zmanjšajo trenje), oblikovalce orodja (npr. vzor za zmeraj ostre zobce na orodjih so bili zobje glodavcev, ki so sestavljeni iz dveh različno trdih materialov in se ob uporabi sami ostrijo), oblikovalce oblačil (npr. zaščitne obleke po zgledu oklepa pasavca) ter mnoge druge. Namen bionike ni v natančnem kopiranju narave, ampak ta, da načela narave razumemo in jih vzamemo kot navdih za inovacije, ki jih je mogoče uporabiti v vsakdanu in v trajnostnem razvoju.
9
DZ 9 UC 2018.indd 9
16/07/18 15:56
Ponovitev
1. Biologija in družba
Povzetek .......................................................................
a. co m
Biološko znanje je temelj za medicino, veterino, farmacijo, biotehnologijo, kmetijstvo, gozdarstvo, živinorejo, živilsko industrijo itd. Biologija je primer znanosti, ki je temeljna, a vodi tudi v kopico uporabnih raziskav. S svojimi spoznanji se vključuje tudi v interdisciplinarne raziskave. Biološko znanje je vse pomembnejše za sprejemanje odločitev na osebni in tudi na družbeni ravni – za sprejemanje ustrezne nacionalne in mednarodne zakonodaje (aktivno državljanstvo).
Ključni pojmi ................................................................
ar n
biologija – naravoslovna veda, ki proučuje razvoj, zgradbo in delovanje živih sistemov in njihovo medsebojno povezanost ter procese v živi naravi od molekularne ravni pa vse do biosfere interdisciplinarna znanost oz. interdisciplinarne raziskave – znanost oz. raziskave, ki vključujejo spoznanja različnih ved; v takšnih raziskavah sodelujejo strokovnjaki z različnih področij znanosti temeljna znanost oz. temeljne raziskave – znanost oz. raziskave, ki preučujejo in opisujejo temeljne značilnosti in zakonitosti nekega področja uporabna znanost oz. uporabne raziskave – znanost oz. raziskave, ki izsledke temeljnih znanosti poskušajo pretvoriti v uporabne in koristne stvari.
Dejavnosti ....................................................................
kn
jig
• Naštej še nekaj primerov prenosa biološkega znanja iz temeljne znanosti v uporabo. Razmisli, katera so bila potrebna znanja iz temeljne znanosti, ki so bila v ozadju prenosa znanja v uporabo. • Razmisli, katero znanje ali spoznanje bi lahko prenesli v uporabo. Zapiši primer. • Da vidiš, v kolikšni meri se v slovenski zakonodaji zrcalijo biološka spoznanja, na spletni strani Registra predpisov Slovenije http://zakonodaja.gov.si/, kjer je povzeta vsa zakonodaja Republike Slovenije, poišči in si oglej naslednje zakone: - Zakon o ohranjanju narave (ZON), - Zakon o zašciti živali (ZZZiv), - Zakon o gozdovih (ZG), - Zakon o kmetijstvu (ZKme-1), - Zakon o ravnanju z gensko spremenjenimi organizmi (ZRGSO). • Poišči še kakšne druge zakone, ki so povezani z biološkim področjem oz. znanjem. • Domnevamo, da bomo v prihodnosti lahko natančno poznali dedne lastnosti vsakega posameznega človeka. Ali bi se ti zdelo prav, da bi bili ti podatki na voljo zavarovalnicam, ki bi tako za nas lahko pripravile osebne zavarovalne police in jih vrednotile glede na posameznikova tveganja za določene bolezni? Kaj pa, če bi bili ti podatki na razpolago delodajalcem? Svoj odgovor utemelji.
10
DZ 9 UC 2018.indd 10
16/07/18 15:56